朱子恒
身份证号:11022119870428****
摘要:随着社会的发展,我国现代化建设的发展也越来越完善。伴随着交通运输量的不断增长,我国公路建设越来越多,在公路建设中,为了增加行车舒适度及安全性,绝大部分新建公路开始使用沥青路面。但是,在实际道路交通运行中,由于沥青质量不合格、配合比不合理等技术原因导致的路面质量问题越来越多,严重影响了道路通行能力。只有全面做好技术研究,排除各种不利因素才能提高公路建设质量,保证行车交通安全。
关键词:SMA沥青混凝土路面;施工控制;技术措施
前言
在SMA沥青混凝土路面施工中,存在与普通沥青混凝土路面同样的压实度、平整度、路面油斑及面层离析问题。基于其独特的原材料,还易出现原材料配比不合理问题,使SMA沥青混凝土质量不符合施工要求,影响路面质量。因此,对SMA沥青混凝土路面施工技术进行分析是很有必要的。
1.SMA的压实特性
由于SMA在材料组成上具有“三多一少”的特点,即粗集料、矿粉、沥青多,细集料少。这种独特的材料组成决定了其具有以下的压实特性。
(1)由于SMA混合料使用了改性沥青,且沥青含量高,因而混合料的粘度大。使用轮胎式压路机对SMA混合料进行碾压容易造成混合料粘轮,同时轮胎揉搓也易将沥青玛蹄脂挤压到表层而得不到所需的压实效果。因此,SMA混合料宜采用刚性碾压工艺,才能达到预期的压实效果。
(2)由于使用了改性沥青,SMA混合料对温度要求较高。因此,混合料的拌和、摊铺及碾压都需较高温度,只有在较高温度条件下碾压才能取得最好效果。而混合料经过初压、复压,温度会有大幅度降低,一般的压路机很难再将其压实。
(3)由于SMA混合料的嵌挤作用,压实达到足够密实后,碾压即应停止。在高温状态下碾压,粗集料之间会产生位移,过度碾压可能导致沥青玛蹄脂结合料被挤压到路面,影响构造深度,降低抗滑效果。
2.基于案例分析施工要点
2.1工程概况
某市高速公路全长2.33km,公路设置为双向六车道,设计速度为120km/h。结合工程要求与施工现场条件,施工单位选用SMA沥青混凝土路面。在SMA沥青混凝土路面施工中,施工材料的选择直接关系到路面施工质量。其中,沥青原料需符合路面施工规范;细集料需洁净干燥;粗集料的耐磨性、强度、吸水率等参数需符合要求。在该工程中,施工单位选择道路石油沥青,型号为90#A级;细集料选择人工砂,与沥青料间存在较强的粘附性;粗集料选择多孔玄武岩碎石;纤维稳定剂选择木质纤维。在明确SMA沥青混凝土原料后,施工单位通过马歇尔试验法及配合比试验,结合工程对SMA沥青混凝土原料的参数要求,计算最佳的配比。在该工程中,要求SMA沥青混凝土通过4.75mm筛的百分率低于30%,施工人员通过目标配合比、生产配合比及试验试铺三项工作,明确最终的配比。
2.2温度的控制
沥青路面在施工过程中,施工温度的严格控制是保证施工质量的一个关键因素,沥青路面施工温度包括沥青混合料出场温度、到场温度、摊铺温度、碾压温度等具体参数。过高的施工温度将会引起沥青的过度老化与挥发,使沥青变质,同时可能产生沥青胶泥从石料表面析漏,这些都会直接危害沥青路面的品质与性能。
2.3材料拌和
在SMA沥青混凝土拌和中,要求拌和站严格按照设计配比添加各个原料,控制拌和时间,确保沥青混合料拌和均匀。在进行沥青混合料干拌时,施工单位将拌和时间控制在5-15s;间歇式拌和机的拌和时间参数设定为45-60s。由于人为添加难以保障木质纤维添加量的准确性,施工单位通过机械设备向拌和机中添加木质纤维。在该工程中,施工单位判断拌和均匀的标准如下:木质纤维在SMA沥青混合料中均匀分布,矿粉表面均覆盖沥青混合料。同时,为保障SMA沥青混凝土材料的质量,拌和站将混凝土的出厂温度设定为170~185℃,并做好运输期间的保温工作,确保SMA沥青混凝土到施工现场后,材料温度大于160℃。需要注意的是,SMA沥青混凝土的保存时间约为24h,如果存放时间超过24h,则需在使用前重新进行SMA沥青混凝土的搅拌,避免出现离析现象。
2.4材料运输
在SMA沥青混凝土运输中,施工单位选择自卸汽车作为运输设备,向在车厢内涂刷一层油水混合物,避免SMA沥青混凝土粘结在车厢内部,影响整体材料质量,装车时多次装料,自卸汽车前后移动,共分三次完成装料,避免SMA沥青混凝土中的粗集料分离;在SMA沥青混凝土装车完成后,在材料表面覆盖一到两层篷布,用于保温防水;在运输至施工现场后,测量SMA沥青混凝土的温度,符合施工要求后方可进场,再安排专人负责车辆调度工作,避免材料运输车辆与摊铺机、碾压机出现碰撞,保障SMA沥青混凝土路面施工的有序性。
2.5摊铺施工
在开展SMA沥青混凝土路面摊铺施工前,施工单位选择高速公路中的代表性路段开展试铺施工,试铺长度选为200m。结合试铺施工的效率、质量,明确摊铺施工的组织配置、设备配置与摊铺参数,确保SMA沥青混凝土路面质量符合要求,最大限度提高施工效率。在该工程中,施工单位结合试铺施工的结果,选择两台S2500型号的摊铺机作为施工设备,将设备的前进速度设定为1.8m/min,熨平板的参数调整为中强夯等级。为保障摊铺施工的质量,要求作业人员控制摊铺机以匀速运行,将上下行车道的方向作为摊铺机前进方向,使摊铺机持续进行摊铺施工,不可中途刹车。两台摊铺机在横向行驶时,距离控制在6~7.5m内;在前后行驶时,距离控制在10~20m。将摊铺时间选在温度较高的中午,下雨天或基层存在积水时,停止摊铺施工,将未碾压成型的SMA沥青混凝土清除。在摊铺过程中,施工单位按照表1数据,控制SMA沥青混凝土的温度,保障路面质量。
表 1 路面施工中 SMA 沥青混凝土的温度控制要求
2.6碾压施工
在SMA沥青混凝土材料中,沥青玛蹄脂的含量较高,考虑到该材料的粘性较大,施工单位在摊铺施工后,立即进行碾压施工,避免SMA沥青混凝土温度降低,影响碾压质量,降低路面压实度。施工单位选择双钢轮压路机,规格分别为22t和26t,以梯队作业方式在摊铺施工后进行碾压施工。初压施工碾压一遍,碾压设备为22t压路机,运行速度为2.5km/h;复压施工碾压三遍,碾压设备为振动压路机,运行速度为4km/h;终压施工碾压一遍,选择刚性静压碾压方式,运行速度为4km/h。为保障碾压施工的质量,施工单位要求作业人员遵循紧跟慢压的原则,在摊铺机后方驾驶压路机,以匀速运行,将振动压路机的频率设定为30Hz,振幅为0.4~0.8mm,保障碾压施工的连续性,防止路面出现搓板或波纹等现象。同时,在碾压施工中,由专人负责碾压次数、碾压温度与碾压范围的记录、指挥与监管,确保各项碾压参数符合路面施工要求,并避免路面出现漏压或超压问题,影响路面平整度。
2.7接缝处理
由于SMA混合料具有更多的粗集料与劲度更大的结合料,因而在SMA铺筑面设置接缝比在密级配混合料中更加困难。SMA上面层的纵向接缝应与规定的车道线相一致,不同层次纵向接缝之间的距离应不少于15cm。横向接缝之间的距离不少于lm。接缝处摊铺混合料时应调整好预留高度,以保证接缝处的平整度。为保证获得平整密实的接缝,碾压工艺非常重要,接缝处应优先碾压和趁热高温时碾压,如有可能,横向接缝应采用横向碾压。
2.8开放交通
加强SMA沥青混凝土路面的早期交通控制。SMA面层摊铺完成后,在温度降
到50℃后才能开放交通。
2.9路面油斑控制
在通车使用后,SMA路面经常会出现油斑这一类病害,其引发的因素多种多样,包括:如果运输距离远,就有可能使得沥青与集料离析,经过行车碾压,沥青的油分析出形成大小不一大油斑;还有SMA混合料的用油量过大,也会出现类似的问题;纤维掺加剂不充分,拌合时间不够,SMA混合料的拌合时间不够合理;SMA混合料的温度过高,施工时超压,原材料含水或者路表面含水,摊铺时停顿等料等其他情形。要减少油斑的产生,首先要做好原材料的贮存,避免纤维潮湿结成团块,粗集料的储存数量合理,以免长期储存导致离析;其次是拌和控制,要严格依照相应的规范来控制纤维投放的时间与具体的数量,另外还得要延长拌合的时间,保障纤维可以均匀的拌合;再次,注意摊铺碾压的过程,下雨要停工,路面潮湿不施工,雨淋的料要废掉,有油斑的要铲除重新填上补好,碾压过程要用机制砂处治油斑;最后,开放交通的初期,要加强交通管制,避免大吨位车辆急刹。
结语
SMA沥青混凝土路面因具有良好的实用性能,可广泛在新建的高速公路、一级公路、城市主干道等路面作为上面层使用,也可作为旧路升级改造和维修中作为上面层使用。
参考文献
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[2]蒋平.沥青路面施工中压实工艺研究[J].科技资讯,2018(7)。
[3]李宇锋.沥青混凝土路面施工技术[J].技术与市场,2019(03)。